KR100568700B1 - 동물 내부에 주입 경로를 생성하기 위한 주입기 및 멤브레인과 그 주입 경로 생성 방법 - Google Patents

동물 내부에 주입 경로를 생성하기 위한 주입기 및 멤브레인과 그 주입 경로 생성 방법 Download PDF

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Abstract

보다 안전하고 효과적인 심부 자궁내 인공수정의 방법과 장치가 제공된다. 이와 같은 심부 인공수정 주입기는 불편과 상처의 위험을 최소화하고 고도로 훈련된 전문적인 인공수정 서비스를 요구하지 않는다. 첫번째로 주입기가 동물의 자궁경관으로 삽입된다. 처음부터 주입기의 튜브 안에 자리 잡고 있던 멤브레인은 튜브의 개구로부터 확장되어 압력에 의해 경관 안으로 들어간다. 멤브레인은 마찰 없이 자궁경관안으로 확장되어 들어감으로써 동물에게 불편과 상처의 위험과 해를 주는 것을 낮추게 된다. 멤브레인이 자궁경관안으로 충분히 확장되었을 때 압력은 멤브레인의 끝을 열고 인공수정액을 흘려보냄으로써 생식경로안에 희석액과 같이 있는 유전물질을 주입하게 된다. 멤브레인의 전개는 멤브레인의 벽 두께가 끝으로 갈수록 얇아지게 함으로써 용이하게 된다. 인공수정과 수정란이식에 더해서 형광투시카메라, 기구소개와 약품투입처럼 치료나 진단 혹은 다른 과정의 경로로 적용될 수 있다.

Description

동물 내부에 주입 경로를 생성하기 위한 주입기 및 멤브레인과 그 주입 경로 생성 방법{CATHETER AND MEMBRANE FOR CREATING A PATHWAY IN AN ANIMAL AND METHODS THEREFOR}
본 발명은 동물 내부로의 경로를 생성하는 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 인공 수정(artificial insemination; AI)과 같은 응용을 위하여 포유동물 내부로의 경로를 안전하게 생성하기 위한 좀 더 효과적인 방법 및 장치에 관한 것이다.
해가 갈수록 증가하는 세계 인구의 식량 문제를 해결하기 위해 돼지와 다른 가축들의 보다 안전하고 효과적인 인공수정이 시급히 필요하다. 이와 같은 인공수정 분야에서 고도의 유전 물질을 이식하기 위하여 신선하거나 동결된 정액 및/또는 수정란 이식 기술이 사용되며, 이에 의해 가축의 산자수와 그 새끼들의 질이 증가하게 된다. 도 1a 및 도 1b는 돼지의 종래 인공수정 주입기를 나타낸다.
불행하게도 동결은 일반적으로 신선한 유전 물질의 짧은 수명과 물류분배의 어려움에 의하여 필요하게 되었다. 발전된 동결 기술이라 할지라도 융해를 하면 정자의 이동성, 운동성과 수태가 감소하기 때문에 상업적으로 용인 가능한 수태율을 얻기 위해서는 자궁 경관을 지나서 자궁 내부에 정액을 주입하는 것이 필요하다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 단단한 자궁경관 통과 심부 수정 주입기(trans-cervical deep insemination catheters)를 사용하는 경관통과 자궁내 인공수정(trans-cervical intra-uterine AI)에 의해 자궁이나 자궁각에 약한 정자를 직접적으로 주입하려는 시도가 많이 있었다. 이러한 단단한 심부 인공수정 주입기는 종래의 인공수정 주입기 속에 둘러싸여져 있으면서, 그 일반 주입기를 통해 들어가는 지름이 작은 주입기이다.
이 단단한 심부 인공 수정 주입기는 자궁 경관의 통로를 둥근 모양의 끝이나 그 선단의 작은 각도로 밀고 나가거나 힘있게 요리조리 헤치며 나아간다. 이런 단단한 심부 인공 수정 주입기의 약점은 그 단단한 선단에 있는데, 그 선단은 주입할 때와 주입기를 빼낼 때 부드러운 조직을 쉽게 뚫거나 손상시키며 종종 동물을 다치게 하거나 죽이기까지 하는 것이다. 이러한 단단한 심부 인공 수정 주입기의 다른 약점은 여간해서 줄지 않는 심각한 외상이나 이로 인한 불임이나 사망의 결과를 줄일 수 있는 수의사나 고도로 훈련된 기술자 같은 전문가가 필요하다는 것이다.
그러므로 불편과 외상의 위험을 최소화하고 고도로 훈련된 인공수정 기술이 요구되지 않는 더욱 안전하고 효과적인 자궁 심부 인공 수정 주입기가 필요하게 되었다. 그런 보다 안전하고 쉽게 사용할 수 있는 인공 수정 주입기는 전문적인 기술을 사용할 수 없는 제 3세계의 작은 농장에서 특히 효과적으로 이용될 수 있을 것이다.
앞서 언급한 것을 달성하기 위해 본 발명에 따라 보다 안전하고 효과적인 심부 인공 수정을 위한 방법과 장치가 제공된다. 이런 심부 인공 수정 주입기는 외상 의 위험과 불편을 최소화하고 고도로 훈련된 전문가를 필요로 하지 않는다.
하나의 실시예에서, 주입기는 동물의 생식기 안에서 주입 경로를 생성시키기 위하여 동물의 자궁 경관에 삽입된다. 처음에 주입기의 튜브 부분 내부에 위치된 멤브레인(membrane)은 압력을 받아 튜브의 개구로부터 확장되어 경관으로 들어간다. 멤브레인은 마찰 없이, 즉 멤브레인과 경관 사이에서 미끄럼 작용이 없이 자궁 경관으로 확장하여, 동물에 주는 불편이나 외상 또는 상해의 위험을 감소시킨다. 멤브레인이 자궁 경관으로 완전히 확장하였을 때, 압력에 의해 멤브레인의 끝이 개방되어 인공수정액이 흘러 들어가 생식기 안으로 상기 액체에 분산된 유전 물질이 주입된다.
본 발명의 일 측면에 따라 멤브레인의 전개는 그 테이퍼(taper)에 의해 수월하게 이루어진다. 그러므로, 일부 실시예에서, 끝으로 갈수록 멤브레인의 벽 두께 및/또는 지름을 감소시킴으로써 그러한 테이퍼링이 달성될 수 있다.
인공 수정과 수정란 이식에 더 나아가, 경로에 대한 다른 응용은 형광투시 카메라의 삽입, 기구 및 약품 투입과 같은 치료, 진단 또는 절차를 포함한다. 확장 멤브레인 및 노즐을 포함하는 본 발명의 다양한 특징은 독립적으로 또는 조합하여 실시될 수 있다. 본 발명의 이러한 그리고 다른 특징은 발명의 상세한 설명에서 첨부된 도면과 연계하여 더 상세하게 설명될 것이다.
본 발명은 동일한 참조 번호는 유사한 요소를 나타내는 첨부 도면의 형상에 의해 예로서 예시되지만, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다.
도 1a 및 도 1b는 예시적인 종래 인공수정 주입기를 도시하는 도면.
도 2a, 2b 및 2c는 종래의 인공수정 주입기로부터 확장하는 단단한 심부 인공수정 주입기를 나타내는 도면.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 주입기의 하나의 실시예의 전개 전후의 도식적인 모습을 각각 나타낸 도면.
도 4a 내지 도 4f는 도 3a 및 도 3b의 주입기의 실시예의 조립체를 나타낸 도면.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 두 개의 예시적인 인공수정 분배기에 부착된 주입기의 하나의 실시예를 나타내는 도면.
도 5d 및 도 5e는 전개되는 동안 및 전개 후의 주입기를 도시하는 도면.
도 6은 주입기의 테이퍼진 노즐의 하나의 실시예의 확대도.
도 7a 및 도 7e는 암퇘지에 주입기를 삽입 및 전개하는 모습을 나타낸 도면.
도 8a, 8b 및 8c는 주입기 멤브레인의 대안적인 실시예의 단면도.
도 9a 내지 도 9d는 도 3a 및 도 3b의 주입기에 대한 다른 실시예의 조립체 및 전개를 나타내는 도면.
도 10 및 도 11은 도 9a의 주입기 튜브의 대안적인 실시예를 나타내는 도면.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 주입기 노즐의 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 12d 및 도 12e는 주입기 노즐의 또 다른 실시예를 나타내는 도면.
도 13a 내지 도 13d는 본 발명에 따른 멤브레인의 전개 동안의 조절된 팽창(herniation)을 나타내는 도면.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 멤브레인의 다른 팽창 실시예를 나타내는 도면.
도 15a 및 도 15b는 멤브레인이 폐쇄된 끝을 갖는 본 발명의 또 다른 실시예.
도 16a 및 도 16b는 용기가 노즐에 연결된 본 발명의 다른 실시예.
이제 본 발명은 첨부 도면에 예시된 것처럼 몇 개의 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 기술될 것이다. 이후의 설명에서 본 발명의 명확한 이해를 위하여 많은 특정 세목들이 제시될 것이다. 그러나, 그러한 특정 세목의 일부 또는 모두 없이도 본 발명이 실시될 수 있음이 당업자에게는 자명할 것이다. 다른 예에서 본 발명의 불필요한 모호함을 없애기 위하여 잘 알려진 과정 단계 및/또는 구조는 상세하게 설명되지 않는다.
본 발명에 따라, 도 3a 및 도3b는 멤브레인이 전개되기 전과 후의 주입기(catheter)(300)의 하나의 실시예에 대한 그림을 보여준다. 도 4a 내지 도 4f는 도 3a 및 도 3b의 주입기(300)의 조립체를 나타낸다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 멤브레인(410), 주입기 튜브(420)와, 멤브레인(410) 및 튜브(420)를 포함하는 부조립체(430)를 나타낸다. 멤브레인(410)의 전개 부분(414 및 416)이 튜브(420)의 공동(424) 내부에 위치할 때까지 멤브레인(410)의 끝(418)을 튜브(420)의 개구(421)에 삽입함으로써, 멤브레인(410)과 주 입기 튜브(420)가 결합될 수 있다. 다음으로 멤브레인(410)의 선단부(leading edge)(412)가 도 4c에 도시된 것처럼 주입기 튜브(420)의 외부 표면에 위치한 배치링(positioning ring)(422) 안으로 끼워진다. 배치 링(422)은 제조 과정에 따라 기계 가공되거나 주조될 수 있다. 멤브레인(410)을 튜브(420)에 결합시키는 다른 화학적 및/또는 물리적 수단, 예컨대 접착제, 열 결합, 초음파 용접, 화학 결합 및 열 고정(heat staking)이 사용될 수 있다.
도 4d, 4e 및 4f에 도시된 것처럼, 부조립체(430)의 멤브레인 단부(412)를 노즐(440)의 내부 배치 링(442)에 결합하여 부조립체(430)가 주입기 노즐(440)로 가압 체결될 수 있다. 부조립체(430)가 노즐(440)에 충분히 기계적으로 결합될 수 있을 지라도, 인공 수정 동안에 생식기 내부에서 전개되는 동안 분리되는 것을 방지하기 위하여 조립된 주입기(300)의 다양한 구성요소가 초음파 용접되거나 또는 열 고정에 의해 추가적으로 서로 고정될 수 있다
대안적으로 부조립체(430)는, 예를 들면, 블로우 주조(blow molding)에 의해 제조될 수 있는 일체형 멤브레인-튜브 조합에 의해 대체될 수 있다. 부조립체(430)를 만들기 위한 또 다른 방법은 풍선(balloon)제조에 사용되는 다이(die)와 유사한 멤브레인 다이에 주입기 튜브를 삽입하고, 다이와 부착된 주입기 튜브(420)를 적당한 액상 멤브레인 매체에 담가 전체 다이와 주입기 튜브(420) 단부의 약 0.5인치를 멤브레인 매체로 코팅하는 것이다. 그 액상 멤브레인 매체가 경화된 후, 멤브레인의 끝(418)이 절단된다. 주입기튜브(420)를 아래로 움직이면 튜브(420)가 다이로부터 분리되며, 자동적으로 멤브레인(410)이 주입기 튜브(420)안으로 거꾸로 위치하 게 된다. 이렇게 함으로써 부조립체(430)가 만들어진다.
멤브레인의 끝(418)은 슬릿 또는 원형이거나 타원형 구멍과 같은 개구를 포함할 수 있다. 대안으로 개구 대신에 끝(418)을 녹기 쉬운 플러그나 적당한 때에 압력에 의해 열리거나 터지도록 고안된 사전에 약하게 봉합된 것으로 만들 수 있다.
특정 응용에 따라, 노즐(440)은 그림1a,1b,2a,2b와 2c에 도시된 노즐들을 포함하여, 둥근 손잡이형, 나선형에 제한되지 않고 이것들을 포함하여 조합된 다른 모양과 크기들로 만들어 질 수 있다.
나선수가 선택적인 사항이라 할지라도, 약1개에서 3개정도의 나선수가 주입기(300)가 돼지에게 사용될 때 적당하다. 멤브레인(410)은 자기봉합이 되어있고 늘어나면서 스스로 찾아가기 때문에 짧은 노즐 또한 가능하다. 몇 가지 실시예에서, 노즐(440)은 경로 안으로의 주입을 돕기 위하여 끝이 가늘게 되어있다.
멤브레인의 재질과 크기, 두께는 응용과 목표 동물에 따라 달라진다. 초산돈으로 알려진 처녀돼지에게는 노즐(440)은 직경이 좀더 작고 길이가 좀더 짧아 질 수 있다. 역으로 좀더 큰 출산경로를 가진 2산에서 7산의 경산돈에서는 노즐(440)은 유전물질이나 진단기구의 주입을 용이하게 하기위해 직경이 좀더 크고, 길이가 좀더 길어질 수 있다. 예를 들면 경산돈에서는, 멤브레인(410)의 전체길이가 약4-8인치 정도 되며 1인치의 1/8부터 점차 가늘어진다.
적용목표의 특정한 형태와 크기에 따라, 다른 재질, 크기, 두께가 채택된다. 노즐(440)과 주입기(300)의 멤브레인(410)에 적합한 물질은 실리콘, 실리콘겔, 팩(pack), 포엄(foam), 라텍스(latex), (뉴욕의 질러 인터내셔날사로부터 공급가능한) 크리어텍스(상표), 폴리머, 프리스틱, 금속과 이것들의 합성재료들을 포함한다. 다른 후보물질로는 테프론(상표)과 다른 폴리머와 코폴리머와 같은 폴리오레핀, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아세탈, 폴리부타디엔스티렌 코폴리머, 폴리플루오로, 폴리플루오로클로로-폴리머를 포함한다.
다른 실시예는 도면 8a와 8b의 단면도에서 보는 것처럼, 풍선(810)의 다른 형태는 어린아이들 파티에서 소음을 만들어내는 것과 유사한 멤브레인(810) 콘돔과 다르지 않은 형태로 안으로 말려져 있는 실시예(820)를 포함한다. 도면 8c에서 보는 바와 같이 두개로 갈라진 멤브레인(830)형태 또한, 암퇘지의 2개의 자궁각안으로 전개할 수 있도록 만들어진 형태이다.
주입기(300)의 많은 변형이 가능하다. 예를 들면 주입기(300)는 여러 개의 멤브레인을 가진 여러 개의 튜브를 가질 수도 있다. 이와 같은 실시예는 외과수술동안 한쪽은 카메라를 위해 활용되고 다른 한쪽은 기구를 위해 활용되는 복강경 시술에 유용하게 쓰일 수 있다. 대안적으로, 큰 직경의 주입기(300)는 큰 경로를 생성하는데 사용 될 수 있고 하나 이상 작은 주입기는 그 안에 전개하는데 사용될 수 있다.
도면 5a,5d 와 5e는 각각 주입기(300)의 전개하기 전, 동안, 후의 모습을 보여준다. 도면 5b와 5c는 한 주입기에 부착되어 있는 2가지 종류의 인공수정용기를 보여준다. 도면 7a부터 7e는 암퇘지(780)안에서 주입기(300)의 삽입과 전개를 보여준다. 주입기(300)는 암퇘지(780)안으로 알맞은 희석제로 희석된 유전물질을 압력 으로 밀어 넣음으로써 전개된다. 도면 5b와 5c에서 보는 바와 같이, 인공수정 액체는 주입병(560)이나 사전 포장된 튜브(570)와 같은 알맞은 용기에서 전달될 수 있다.
도면 7a를 참조하면 주입기(300)는 암퇘지(780)의 질(782)로 삽입된다. 주입기(300)는 도면 7b에서 보는 바와 같이 노즐끝(556)이 질(782)안으로 완전히 삽입될 때까지 점차적으로 밀어 넣어진다.
도면 7c에서는, 주입기(300)의 노즐(556)끝이 적어도 자궁경관(784)의 첫번째 경관링에 닿을 때까지 암퇘지 (780)의 자궁경관(784)안으로 부드럽게 밀어 넣어진 종래주입기와는 달리, 멤브레인(410)은 주입기(300)가 자궁경관(784)안에 위치할 때까지 앞으로 전개되지 않는다. 그럼으로써 질(782)이나 자궁경관(784)분비물에 포함되어 있을 수도 있는 오염물질이 암퇘지(780)의 자궁(788)이나 자궁각안으로 우연적으로 전달되는 것을 방지한다. 그러므로 자궁(788)의 생물학적 안전은 유지된다.
다음으로 도면 7d에서 보는 바와 같이 인공수정액은 주입기(300)안으로 압력에 의해 주입된다. 압력은 주입 용기(560)를 손으로 눌러 만들어 내거나 공기압 또는 유압펌프 같은 적당한 펌프에 의하여 만들어 낼 수 있다. 이 압력의 효력은 양말입구 끝을 잡아당겨서 양말을 벗는 것 같이 멤브레인(410)이 퍼지면서 안에서 밖으로 퍼져 나오는 원인이 된다. 주입기(300)가 멤브레인끝(418)에 개구가 있다 할지라도, 가압 상태의 인공수정액은 멤브레인(410)이 자궁경관(784)안으로 완전히 펴질 때까지 멤브레인의 끝의(418)구멍 안에 갇혀져 있다.
도면 7e를 참조하면, 주입기(300)의 멤브레인(410)은 계속해서 자궁경관(784)의 구부러지고 좁은 경로 안으로 마찰 없이 전개되어, 자동적으로 최소의 저항을 받는 경로로 멤브레인(410)의 대부분의 면적이 팽창되면서 중앙으로 나아간다. 멤브레인(410)의 이 같은 팽창과 자동적인 중앙으로의 전개는 섬세한 조직의 외상이나 손상없이 자궁경관(784)안으로 벌레가 기어가듯이 멤브레인(410)을 들어가게 하는 장점이 있다. 드디어 멤브레인(410)이 완전히 전개되고 멤브레인 끝(418)이 자궁(788)입구에 도달하거나 가까워 졌을 때, 압력이 가해져서 끝(418)이 열림으로써 인공수정액이 자궁경관(786)이 끝나는 부위나 자궁(788)안으로 직접 주입된다.
멤브레인(410)의 다소 테이퍼진 부분이 자궁경관(786)안으로의 전개를 돕지만, 그 끝부분은 적절한 전개에 필수적이지 않을 수 있다. 몇몇 경우에는, 멤브레인(410)의 자궁각 안으로 부분적인 관통하여, 예컨대 수정란 이식이 가능하다.
그러므로 본 발명은 펼쳐지지 않은 과정으로 멤브레인(410)의 새로운 부분을 전진 주입하여 다중 제거가능 외피(Multiple removable sheath)가 필요하지 않다. 질이나 다른 체액 같은 다른 생물학적 조직과 사전접촉이 없기 때문에 멤브레인(410)의 모든 새롭게 확장되는 부분은 무균적이라는 것이다.
적당한 양의 인공수정액이 암퇘지(780)에게 주입 완료되었을 때 멤브레인(410)은 그 수정액의 압력이 사라진 후 쭈그러들어, 수정시키는 동물에게 불편과 외상과 손상의 위험을 최소화하면서 멤브레인(410)의 표면을 상대적으로 평평하고, 부드럽고, 탄력적이고, 미끄럽게 하여 안전하고 쉽게 빠져 나오도록 한다.
자궁경관을 지나 자궁내에 인공수정하는 것의 장점은 이를테면 자궁(788)안으로 유전물질을 전달함으로써 성공적인 수정을 위해 필요한 인공수정액의 양을 줄일 수 있다는 것이다. 예를 들면 일반적인 돼지정액양인 정자수 40-60억의 정도를 자궁경관을 지나 자궁 내에 인공수정을 채용할 때는 10억 이하로 낮출 수도 있다.
종래 인공수정에서는, 발정적기동안 유전물질이 있는 인공수정액을 성공적으로 주입할 수 있는 기회가 적다. 이 발정적기는 암퇘지(780)가 숫퇘지의 승가를 받아들이는 발정기간동안 매1-3시간마다 오직 5-8분 정도만 지속된다. 발정적기동안, 숫퇘지가 암퇘지(780)를 승가할 때, 자궁경관(784)은 사정을 돕기 위하여 숫놈의 페니스를 꽉 조여 주고, 자궁(구조)은 자궁경관(784)을 통해 그 정액을 끌어올린다. 만약 종래의 인공수정이 이런 적은 기회 밖에서 시도되었다면, 암퇘지(780)는 자궁경관(784)을 통해 정액을 끌어 올릴 수 없을 것이고, 인공수정액의 상당부분이 암퇘지의 외음부생식기 밖으로 역류되어 못쓰게 되기 때문에 성공적인 산자수의 가능성이 낮아지게 된다.
종래의 인공수정과는 달리, 주입기(300)는 자궁경관(784)이 이완되어 자궁경관(784)통과를 쉽게 허용하는 매우 긴 발정기간을 갖고 있는 고질적인 발정에 효과적이다. 주입기(300)는 자궁경관(784)으로 연결되고 자궁(788)이 가까운 곳에 유전물질이 있는 인공수정액을 주입하기 때문에, 수정적기동안 자궁경관(784)을 조여 주는 저항이 필요 없으며 아마도 바람직하지도 않다. 그러므로 주입기(300)는 발정기간이 매우 긴 고질적인 발정에 효과적이다. 왜냐하면 정액을 효과적으로 주입할 수 있기 때문이다.
그러므로, 자궁경관(784)에서 최소한의 저항으로 자궁경관을 지나 자궁 내에 인공수정하는 장점들은 본 발명의 주입기(300)와 관련된 안전성과 효과에 결합될 수 있다. 사양가들은 발정기간이 매우 긴 고질적인 발정에 이 인공수정방법을 사용할 수 있으며 그와 같은 농장들을 좀더 효과적으로 운영할 수 있게 된다. 왜냐하면 성공적인 인공수정의 활용은 짧은 발정기간을 갖는 경우에 더 이상 제한적이지 않기 때문이다.
본 발명의 또 다른 중요한 장점은 가압 상태에서 전개될 때 스스로 중심을 조정하고 지향하는 방식으로 멤브레인(410)이 전개된다는 점이다. 제조 동안에 멤브레인(410)의 표면에 알맞은 윤활물질을 발라서 동물의 경로와 접촉하게 되는 주입기(300)를 집어넣고 빼내는 동안 불편함과 상처의 위험을 더 줄인 것이다.
이에 더하여, 종래의 단단한 심부주입기와는 달리, 일단 주입기(300)의 멤브레인(410)이 전개 완료되고, 자궁경관(784)에서 완전히 빼내면, 주입기 노즐(440)과 튜브(420)안으로 멤브레인(410)을 다시 집어넣기가 어렵기 때문에 이제 오염되어있는 멤브레인(410)을 다시 사용할 수 없게끔 한다.
이제 도면 9a부터 9d까지 참조하면, 이 그림들은 돼지와 같은 비교적 큰 동물에서 사용되는 본 발명의 또 다른 실시예의 조립과 전개를 도시한 멤브레인(410)은 비교적 직경을 가질 수 있다. 이것은 만약 직경이 너무 작다면 자궁경관(784,786)의 벽에 있는 돌출부분의 틈이나 구석에 멤브레인(410)이 끼일 수 있기 때문이다. 비교적 큰 지름은 멤브레인(410)이 이런 돌출부위를 부드럽게 밀어 제치게 만들어서 멤브레인의 완벽한 전개를 가능하게 한다. 하지만 이 비교적 큰 지름은 멤브레인(410)이 완벽하게 전개된 후에도 주입기튜브(420)안에 약간의 유전물질이 남기 때문에 낭비가 되기도 한다. 그러므로 본 발명의 한 측면에 따르면, 튜브(420)는 넓은 구멍부분(424a)과 줄어든 구멍부분(424b)을 가지고 있다. 튜브(420)의 넓은 쪽은 진공이나 공기사출부는 금형과 주입금형을 포함하는 당업계에 잘 알려진 기술을 이용해서 제작 할 수 있다. 도면 10과 11은 지름이 더 큰 튜브부분(420a)이 지름이 더 작은 튜브부분(420b)과 연결되는 곳의 주입기 튜브(420)의 대안적인 실시예를 나타낸다. 이 두 부분(420a와 420b)은 압력접합 접착제 혹은 열 봉합 혹은 도11에서 보는 것처럼 연결관(420c)을 이용한 접합처럼 당업계에 잘 알려진 기술을 이용함으로써 봉합 될 수 있다. 위에서 언급된 것처럼, 멤브레인(410)을 주입기튜브(420)에 붙여서 부 조립체(430)를 만드는 많은 방법이 있다. 또한 노즐(440)을 튜브의 부조립체(430)에 붙이는 방법도 많다. 도 12a-12c는 주입기(1200)의 자가봉합노즐(1240)의 조립체를 보여준다. 여기서, 노즐(1240)의 내부 직경을 점점 가늘어지고 꼭 맞게 구성되어 부조립체(430)가 노즐(1240)안으로 삽입될 대 부조립체(430)와 꽉 끼게 된다.
도면 12d와 12e는 도면 12a-12c의 자가 봉합노즐(1240)의 꽉 채워진 조립체를 보여준다. 부조립체(430)가 노즐(1240)안으로 끼워질 때, 노즐(1240)의 안쪽링(1242)은 부조립체(430)의 겉 표면에 위치해 있는 배치링(422)에 찰칵 끼워진다.
이 발명의 다른 측면을 살펴보면, 그림13a에서 보는 것처럼 자궁경관(784, 786)의 좁은 통로처럼 어떤 장애를 통과하는 멤브레인(410)의 전개는 끝이 점점 얇 아지므로 수월하다. 멤브레인(410)의 점점 얇아짐은 이를 테면 노즐(440)로부터 멀리 떨어져 있는 멤브레인의 끝을 향할수록 멤브레인(410)의 직경과 두께가 줄어듬으로서 완성된다. 그러므로 어떤 실시예에서는 멤브레인의 벽 두께가 점차 얇아지면, 멤브레인의 지름이 부드럽게 얇아지거나 전혀 얇아지지 않는다.
예를 들면 돼지와 그와 같은 크기의 동물에서는 멤브레인(410)의 길이는 노즐(440)에서부터 멤브레인 끝까지 약3-7인치 가량이다. 멤브레인(410)의 바깥쪽 지름은 약 3/16인치부터 5/16인치 가량이다.
멤브레인의 벽두께는 노즐(440)쪽에는 약 0.025인치부터 멤브레인 끝 쪽에는 약 0.003인치까지 변한다. 당연히, 특정 멤브레인의 치수는 탄력성이나 강도 같은 멤브레인 재질의 특성에 따라 좌우될 수도 있고 또한 목표동물의 경관 크기에 따라 좌우될 수도 있다. 알맞은 멤브레인 재질은 매사츄세츠의 해븐 코포레이션사에서 생산하는 라텍스(제품코드 1175YL, 배치 X2471)를 포함한 적당한 응고제(coagulant)는 Ca(NO3)24H2O{calcium nitrate tetra-hydrate crystal reagent}를 포함한다.
도 13b부터 13E는 얇아진 멤브레인(410)에 의해 가능한 본 발명의 조절팽창 양상을 나타낸다. 도면 13b에서는 멤브레인이 자궁경관(784)내에서 장애물과 만난다. 멤브레인(410)의 두께는 점차 얇아지기 때문에, 멤브레인 끝이 빠져나오는 것은 최소한의 저항이 발생되는 지점에서 발생된다. 그 지점은 자궁경관(784)내에서 가장 먼 지점, 즉 노즐(440)부터 가장 먼 지점이다. 도 13c에서 보는바 와 같이, 멤브레인(410)내에 계속되는 정액의 압력으로 멤브레인끝이 빠져 나오는 것은 경관(784)의 장애물에서 이루어지며 멤브레인이 자궁경관(786)을 향하여 전개될 수 있도록 한다. 이 예에서, 멤브레인(410)은 자궁경관(786)에서 또 다른 장애물을 만나며 현재 전개의 가장 먼 지점인 자궁경관(786)에서 팽창하여, 장애물을 헤치고 멤브레인(410)이 자궁(788)안으로 완전히 전개될 수 있도록 한다.
점차 가늘어지는 벽 두께를 갖도록 멤브레인(410)을 제조하는 여러 방법이 있다. 한 가지 방법은 멤브레인 기구의 노즐 끝을 먼저 액상라텍스 탱크 안으로 담그는 것이다.(도시되지 않음). 탱크에 담그는 시간과 빼내는 사이클을 조절함으로써 점진적으로 얇아지는 벽 두께를 갖는 멤브레인 (410)이 멤브레인기구 위에 형성될 수 있다. 멤브레인기구의 노즐 끝이 첫번째로 탱크 안으로 들어가고 또한 탱크를 마지막으로 빠져 나오기 때문에 그리고 중력에 의해서 멤브레인(410)의 두께가 노즐 끝에 가까울수록 두껍게 된다.
도 14a부터 14e에서 보는 바와 같이 또 다른 실시예에서 전개의 가장 먼 지점에서 조절된 팽창이 일어나는 대신에, 전개하는 동안 멤브레인(1410)이 경로를 따라 실질적으로 연속적이고 균일하게 팽창한다. 이 실시예는 암양처럼 멤브레인(1410)의 많은 잠재적인 올가미(trap)를 포함할 수 있는 비교적 복잡한 생식 경로를 가진 동물에서 유용할 수 있을 것이다.
조절된 지름으로 연속적으로 팽창하고 확장함으로써, 멤브레인(1410)은 자궁경관을 채워나가고 그와 같은 올개미들은 부드럽게 옆으로 밀려나가면서 유전물질이 들어올 수 있도록 비교적 부드럽게 통로로 전개된다.
도 15a와 15b는 그 끝(1512)이 막혀있는 멤브레인(1510)의 또 다른 실시예를 보여준다. 이 막힌 끝(1512)은 멤브레인 주머니(1514)에 담긴 최소한의 액체 또는 겔에 분산된 배(embryo)를 실질적으로 정확한 위치에 놓이게 한다. 이와 같은 실시예는 또한 앞서 언급한 동경정액처럼 작은 양의 유전물질을 주입하는데 유용하게 사용할 수 있다. 도 16a와 16b를 참조하면, 암소같이 큰 동물에서는 용기(1610), 즉 유전물질을 담는 정액병이나 정액튜브 같은 주입용기(1610)가 동물의 질 안으로 삽입될 수 있다. 그러므로 멤브레인(410)에 붙어있는 노즐(440)은 주입용기(1610)에 직접적으로 나사 체결되어(screwed) 완성된 조립체(1600)가 바로 전개될 수 있다.
일단 적용동물의 경로 이를 테면 번식경로, 호흡경로, 순환경로나 소화기경로 안으로 일단 완전히 전개되면, 주입기(300)는 이를 테면 내시경, 기관튜브나 다른 진단상이나 치료상의 기구와 같은 장치의 삽입에 대한 보호막(protective shield)을 제공한다. 멤브레인(410)은 긁힘, 흉터 그리고 딱딱하고 무딘 기구와 접촉이나 마찰로 인한 불편함 그리고 다른 보호되지 않은 경로에서의 탐침으로부터 경로를 보호해준다. 그 결과로 치료기간과 감염의 위험성을 상당히 낮출 수 있고, 회복시간과 비용을 줄일 수 있다.
주입기(300)의 설명된 실시예가 멤브레인(410)이 전개되는 동안 안쪽에서 나오면서 뒤집어진다 할지라도 적용동물에게 불편이나 상처의 위험을 최소화하면서 전개되는 자기안내 비마찰 멤브레인(410) 개념은 많은 응용 분야를 갖는다. 인공수정과 수정란이식에 덧붙여서 이 주입기(300)를 다른 많은 분야에도 적용시킬 수 있 다. 예를 들면 주입기(300)는 적용동물이나 환자의 생식경로, 호흡경로, 순환기 경로, 혹은 소화기경로에서 진단이나 치료를 목적으로 적용할 수 있다. 수정란 이식이나 약품투입과 같은 방법도 활용 가능하다. 카메라와 기구소개 같은 복강경 검사에도 또한 가능하다. 적용에 따라 주입기(300)의 크기와 모양은 달라질 수 있다.
본 발명이 몇몇 바람직한 실시예로 설명되었지만, 본 발명의 범주 안에 있는 대안, 변형, 조절 그리고 대체품들이 본 발명의 실행과 수행방법에는 다른 많은 대안들이 있다는 것도 명심해야 한다. 그러므로 다음의 첨부된 청구항은 이 발명의 진실된 정신과 범위 내에서 모든 대안, 변형, 변화 그리도 동등한 대체 같은 것들을 포함하여 해석되어져야 한다는 것을 의미한다.

Claims (57)

  1. 초기에 실질적으로 튜브 내부에 위치된 멤브레인에 연결된 튜브를 갖는 주입기(catheter)와 관련하여 유용한, 인간을 제외한 동물의 통로(track)에 경로를 생성하는 방법으로서,
    인간을 제외한 동물의 통로에 튜브를 삽입하는 단계와,
    상기 튜브의 개구로부터 상기 멤브레인을 상기 통로로 확장시켜 상기 통로에 경로를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며,
    상기 통로는 인간을 제외한 동물의 자궁경관이고,
    상기 튜브는 상기 튜브의 개구에 위치한 테이퍼진 노즐(tapered nozzle)을 갖는,
    인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 인간을 제외한 동물은 암퇘지인, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인은 테이퍼진, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 인간을 제외한 동물에 유전 물질을 주입하는 단계를 더 포함하는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  8. 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기로서,
    상기 동물의 통로에 삽입되도록 구성되는 튜브와,
    초기에 상기 튜브 내부에 위치된 멤브레인으로서, 상기 튜브의 개구로부터 상기 통로로 확장되도록 구성되는 멤브레인을 포함하고,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며,
    상기 통로는 동물의 자궁경관이고,
    상기 튜브는 상기 튜브의 개구에 위치한 테이퍼진 노즐인,
    동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서, 상기 동물은 암퇘지인, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  12. 삭제
  13. 제 8항에 있어서, 상기 멤브레인은 테이퍼진, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  14. 제 8항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 동물에 유전 물질을 주입하도록 구성되는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  15. 초기에 실질적으로 튜브 내부에 위치된 멤브레인에 연결된 튜브를 갖는 주입기와 관련하여 유용한, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법으로서,
    상기 주입기의 개구로부터 상기 멤브레인을 상기 통로로 확장시켜 상기 통로에 경로를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며,
    상기 통로는 인간을 제외한 동물의 자궁경관이고,
    상기 주입기는 상기 주입기의 개구에 위치한 노즐을 포함하는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  17. 삭제
  18. 제 15항에 있어서, 상기 인간을 제외한 동물은 암퇘지인, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  19. 삭제
  20. 제 15항에 있어서, 상기 멤브레인은 테이퍼진, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 인간을 제외한 동물에 유전 물질을 주입하는 단계를 더 포함하는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  22. 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기에 있어서,
    초기에 실질적으로 상기 주입기 내부에 위치하는 멤브레인으로서, 상기 주입기의 개구로부터 상기 통로로 확장하도록 구성된 멤브레인을 포함하고,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며,
    상기 통로는 동물의 자궁경관이고,
    상기 주입기의 개구에 위치한 노즐을 더 포함하는,
    동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  24. 삭제
  25. 제 22항에 있어서, 상기 동물은 암퇘지인, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  26. 삭제
  27. 제 22항에 있어서, 상기 멤브레인은 테이퍼진, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  28. 제 22항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 동물에 유전 물질을 주입하도록 구성되는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  29. 동물의 통로에 경로를 생성하도록 구성된 주입기와 관련하여 유용한 멤브레인으로서,
    상기 멤브레인은 초기에 실질적으로 상기 주입기의 내부에 위치하도록 구성되고, 상기 주입기의 개구로부터 상기 통로로 확장하도록 구성되며,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며,
    상기 통로는 동물의 자궁경부인, 멤브레인.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 멤브레인
  31. 삭제
  32. 제 29항에 있어서, 상기 동물은 암퇘지인, 멤브레인.
  33. 제 29항에 있어서, 상기 멤브레인은 테이퍼진, 멤브레인.
  34. 제 29항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 동물에 유전 물질을 주입하도록 구성되는, 멤브레인.
  35. 동물의 통로에 경로를 생성하도록 구성된 주입기와 관련하여 유용한 멤브레인으로서,
    상기 멤브레인은 초기에 실질적으로 상기 주입기의 내부에 위치하도록 구성되고, 상기 주입기의 개구로부터 상기 통로로 확장하도록 구성되며,
    여기서, 상기 멤브레인은 안쪽에서 바깥으로 펴짐으로써 확장되도록 구성되며,
    상기 통로는 상기 동물의 자궁경부인, 멤브레인.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 확장은 상기 멤브레인과 상기 경로 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 이루어지는, 멤브레인.
  37. 제 35항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 멤브레인.
  38. 삭제
  39. 제 35항에 있어서, 상기 동물은 암퇘지인, 멤브레인.
  40. 제 35항에 있어서, 상기 멤브레인은 테이퍼진, 멤브레인.
  41. 제 35항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 동물에 유전 물질을 주입하도록 구성된, 멤브레인.
  42. 초기에 실질적으로 튜브 내부에 위치된 멤브레인에 연결된 튜브를 갖는 주입기와 관련하여 유용한, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법으로서,
    인간을 제외한 동물의 통로에 튜브를 삽입하는 단계와,
    상기 튜브의 개구로부터 상기 멤브레인을 상기 통로로 확장시켜 상기 통로에 경로를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며, 상기 멤브레인이 상기 통로에서 장애물을 만났을 때 상기 멤브레인은 팽창하도록(herniate) 구성되어 상기 멤브레인이 장애물을 헤치고 계속하여 확장할 수 있으며,
    상기 통로는 인간을 제외한 동물의 자궁경관이고,
    상기 튜브는 상기 튜브의 개구에 위치한 노즐을 갖는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  43. 제 42항에서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  44. 삭제
  45. 제 42항에 있어서, 상기 인간을 제외한 동물은 암퇘지인, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  46. 삭제
  47. 제 42항에 있어서, 상기 멤브레인의 벽두께는 테이퍼진, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  48. 제 42항에 있어서, 상기 인간을 제외한 동물에 유전 물질을 주입하는 단계를 더 포함하는, 인간을 제외한 동물의 통로에 경로를 생성하는 방법.
  49. 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기에 있어서,
    상기 동물의 통로에 삽입되도록 구성된 튜브와,
    초기에 상기 튜브 내부에 위치하는 멤브레인으로서, 상기 튜브의 개구로부터 상기 통로로 확장되도록 구성되는 멤브레인을 포함하고,
    상기 통로에 경로를 생성하는 단계에서, 상기 멤브레인은 상기 통로와 상기 멤브레인 사이에서 무마찰로(frictionlessly) 상기 통로에서 확장되는 멤브레인이며, 상기 멤브레인의 벽두께는 상기 튜브 개구에서 멀어질수록 얇아지며,
    상기 통로는 동물의 자궁경부이고,
    상기 튜브는 상기 튜브의 개구에 위치한 노즐을 갖는,
    동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 멤브레인은 개방된 끝을 갖는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  51. 제 49항에 있어서, 상기 멤브레인은 폐쇄된 끝을 갖는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  52. 제 49항에 있어서, 상기 멤브레인의 확장은 압력에 의해 이루어지는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  53. 삭제
  54. 제 49항에 있어서, 상기 동물은 암퇘지인, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  55. 삭제
  56. 제 49항에 있어서, 상기 노즐은 상기 튜브 상에 있는 해당 배치링(positioning ring)과 체결되도록 구성된 배치링을 갖는, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
  57. 제 49항에 있어서, 상기 멤브레인은 상기 동물에 유전 물질을 주입하도록 구성된, 동물의 통로에 경로를 생성하는데 유용한 주입기
KR1020037014549A 2002-04-03 2003-01-23 동물 내부에 주입 경로를 생성하기 위한 주입기 및 멤브레인과 그 주입 경로 생성 방법 KR100568700B1 (ko)

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